JP2004076653A - ハニカム構造体内蔵流体処理装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】流体処理装置の筒状部材に対し、その胴部の外周面の仮想延長面より外側に端部が突出するネッキング部を容易且つ適切に形成する。
【解決手段】金属製筒状部材１０の少なくとも一端部の最終目標形状の最大内側半径（Ｒ２）を設定し、この半径となるまで拡径して拡径部１０ａを形成する。緩衝部材及びハニカム構造体を筒状部材内に収容し、緩衝部材を圧縮しつつ筒状部材の軸方向の所定範囲を縮径して胴部を形成し、この胴部から拡径部の外周面に至るまでに複数の目標加工部を設定し、スピニング加工により拡径部の外径を縮小させて最終目標形状のネッキング部とする。更に、押圧体によって圧縮したときの緩衝部材の圧縮復元力によってハニカム構造体に付与される面圧を検知し、該面圧が所定の値となるときの軸芯と押圧体の先端との間の距離（Ｒ１）を測定し、該距離に基づき筒状部材を縮径するとよい。
【選択図】 図１
【解決手段】金属製筒状部材１０の少なくとも一端部の最終目標形状の最大内側半径（Ｒ２）を設定し、この半径となるまで拡径して拡径部１０ａを形成する。緩衝部材及びハニカム構造体を筒状部材内に収容し、緩衝部材を圧縮しつつ筒状部材の軸方向の所定範囲を縮径して胴部を形成し、この胴部から拡径部の外周面に至るまでに複数の目標加工部を設定し、スピニング加工により拡径部の外径を縮小させて最終目標形状のネッキング部とする。更に、押圧体によって圧縮したときの緩衝部材の圧縮復元力によってハニカム構造体に付与される面圧を検知し、該面圧が所定の値となるときの軸芯と押圧体の先端との間の距離（Ｒ１）を測定し、該距離に基づき筒状部材を縮径するとよい。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属製筒状部材内に緩衝部材を介してハニカム構造体を保持する流体処理装置の製造方法に関し、例えば、同筒状部材内に緩衝マットを介してハニカム構造体の触媒担体を保持する触媒コンバータの製造方法として好適な製造方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
流体に対してフィルタ機能を有するハニカム構造体が、金属製筒状部材内に緩衝部材を介して内蔵された流体処理装置が知られており、種々の流体の浄化に供されている。例えば、自動車の排気系においては触媒コンバータやディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦという）が搭載されており、触媒担体あるいはフィルタ等（総称して担体といい、以下、触媒担体いうときはこれらを代表する）としてセラミック製の脆弱なハニカム構造体が用いられている。
【０００３】
例えば、特開２００２−２０５１２４号公報には、自動車の触媒コンバータに関しては、内蔵する触媒の大型化によって車両への搭載が困難となると共に、触媒の早期活性化のためにますます内燃機関に近接した配置が要請されるに至っており、このような要請に対しては、配管構造の変更のみでは対処することができず、触媒コンバータの外筒端部を所望の形状に形成し得ることが必要となるとして、スピニング加工等による管端の成形方法が有効であり、この方法によれば、例えばワークの端部に形成する縮径部を、ワークの中心軸に対し偏芯あるいは傾斜させる等、異径部を形成することが可能となる旨記載されている。
【０００４】
そして、管状のワークの端部に、本体部の外周面の仮想延長面より外側に突出する縮径部を、容易且つ適切に形成し得るワークの端部成形方法を提供することを課題として、以下の端部成形方法が提案されている。即ち、本体部の最終目標形状の外形を有する非加工部と、該非加工部に隣接し該非加工部より大径の加工対象部を有する管状の段付ワークに対し、前記非加工部から、前記非加工部の中心軸に対して少なくとも偏芯、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸を有し、一部が前記非加工部の外周面の仮想延長面より外側に突出する最終目標加工部に至るまでに複数の目標加工部を設定し、該複数の目標加工部に基づき複数の加工目標軸を設定し、該複数の加工目標軸のうちの一つと前記加工対象部の中心軸が略同軸となるように前記段付ワークを支持し、前記加工対象部の中心軸を前記複数の加工目標軸のうちの各加工目標軸と一致させると共に、各加工目標軸における前記加工対象部の外径を縮小させるようにスピニング加工を行なって前記加工対象部を成形し、前記最終目標加工部形状に形成する方法である。更に、上記の一例として触媒コンバータへの適用例も開示されている。
【０００５】
ところで、前述の流体処理装置の製造方法として、前述のハニカム構造体の外周に、シール機能を有する緩衝部材としてセラミック製の緩衝マットを巻回し、これらを、筒状部材内に緩やかに挿入した後、緩衝マットが最適圧縮量となる径まで筒状部材を縮径するサイジング（ｓｉｚｉｎｇ又はｃａｌｉｂｒａｔｉｎｇ）と呼ばれる方法が知られている。例えば、特開昭６４−６０７１１号、特開平８−４２３３３号、特開平９−１７０４２４号、特開平９−２３４３７７号、米国特許第５３２９６９８号、米国特許第５７５５０２５号等の公報に開示されている。
【０００６】
更に、特開２００１−３５５４３８号公報には、外周に保持材が装着された触媒担体を保持筒に圧入するに際し、上記触媒担体の外径を計測し、この計測値に適合する内径を有する保持筒に保持材が装着された触媒担体を圧入する触媒コンバータの製造方法が提案されている。また、触媒担体の外周に装着された保持材の外径を計測し、この計測値に適合する内径を有する保持筒に保持材が装着された触媒担体を圧入する方法も提案されている。更に、保持材の外径を計測するに際し、所定の圧力を加えた状態で計測することも提案されている。そして、同公報においては、内径が異なる多数の保持筒の素材を予め準備しておき、その中から適正な内径を有するものを選択することが提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前掲の特開２００２−２０５１２４号公報に記載のワークの端部成形方法においては、管状の段付ワークを形成することとしている。即ち、筒状部材に対し所望の相対的段差を設けることとしている。その方法として、筒状部材の端部を拡径して大径端部を形成し、あるいは本体部（胴部）を縮径して小径本体部を形成することにより、相対的段差を形成しておき、相対的に大径の端部に対し、少なくとも偏芯、傾斜及び捩れの何れかの軸を中心にスピニング加工を行うことにより、本体部（胴部）の外周面の仮想延長面より外側に縮径部の一部（例えば先端）を突出させて張出縮径部（ネッキング部）を形成することとしている。
【０００８】
然し乍ら、相対的段差を形成する方法として、端部を拡径して大径端部を形成する場合、あるいは本体部（胴部）を縮径して小径本体部を形成する場合の何れにおいても、冷間塑性加工における拡径限界、あるいは縮径限界が２０％程度であり、成形後の板厚精度等を考慮すると実際に可能な拡径率又は縮径率は１０数％程度となるため、前掲の特開２００２−２０５１２４号公報に記載の方法によっては、所望の張出量（本体部の外周面の仮想延長面より縮径部先端が外側に突出する量）を確保できない場合が生ずる。従って、搭載レイアウトの制約が大となり、ひいては設計上の制約が大となる。
【０００９】
一方、前述の圧入による方法においては、一般的に、緩衝部材たる緩衝マットの充填密度（ＧＢＤ値と呼ばれる）を基準に触媒担体の外径と筒状部材の内径との間隙が設定される。このＧＢＤ値は、緩衝マットの単位面積当り重量／充填間隙寸法であり、緩衝マットの充填密度に応じて面圧（単位：パスカル）が発生し、この面圧によって触媒担体が保持されるのであるが、面圧は、当然乍ら触媒担体の強度を超えない値に調整すると共に、振動や排気ガス圧力が加わる触媒担体に対し、これが筒状部材内を移動しないように保持し得る値に調整しなければならない。このためには、緩衝マットは設計範囲内のＧＢＤ値で圧入され、且つこのＧＢＤ値を製品のライフサイクルの間は維持しなければならない。
【００１０】
しかし、前述の圧入による方法においては、製造上必然的に生ずる触媒担体の外径の誤差、筒状部材の内径の誤差、及びこれらの間に介装される緩衝マットの単位面積当り重量の誤差が重畳されてＧＢＤ値の誤差となる。従って、このＧＢＤ値の誤差を最小とするための各部材の最適組合せを見い出すことは、量産のための現実的な解決とはなりえない。また、ＧＢＤ値自体も、緩衝マットの特性や個体差に左右され、しかも平面上における測定値に依拠しており、触媒担体に対し緊密に巻回された状態における測定値を表すものではない。このため、従来のようにＧＢＤ値に依存することなく、触媒担体を適切に筒状部材内に収容することが望まれている。
【００１１】
これに対し、サイジングによる方法においては、触媒担体の外径と筒状部材の内径を予め計測しておき、緩衝マットの適正圧縮量を求め、この圧縮量だけ縮径することが企図されるが、この方法では最終的に緩衝マットの圧縮量が最適か否かを判定することは困難である。これは、金属製の筒状部材を縮径する際には、筒状部材のスプリングバックを考慮して、目標とする径より予め小さく縮径加工（所謂オーバーシュート）する必要があるからである。このため、過剰な圧縮力が付与されるおそれがある。また、筒状部材の縮径加工時には板厚の変化が不可避であるため、真の内径（内壁面位置）、即ち正確な縮径量を設定することが一層困難になっている。
【００１２】
上記のオーバーシュートに起因する問題を解決する方法として、前掲の米国特許第５７５５０２５号の明細書においては、予め触媒担体の外径を計測しておき、それに緩衝マットの圧縮量を加味して保持範囲の最適外径を算出し、それに基づいて筒状部材を全長に亘って数種類の径まで拡径して、その後選択した筒状部材内に、圧入方式と同様の治具を用いて触媒担体と緩衝マットを圧入することとしている。しかし、緩衝マットの単位面積当り重量の誤差については何等考慮されていないため、触媒担体に付与される面圧に誤差が生ずることは避けられない。
【００１３】
ここで、触媒担体を筒状部材内の所定位置に保持するために必要とされる保持力について説明すると、筒状部材の径方向の保持力は、触媒担体の外面及び筒状部材の内面に対し直交する方向に働く緩衝マットの圧縮復元力である。一方、例えば自動車の排気装置に固定された筒状部材に対し、触媒担体及び緩衝マットには振動や排気ガス圧力によって軸方向の力が生ずるので、これに抗する力として筒状部材の軸方向（長手方向）の保持力が必要であり、これは緩衝マットと触媒担体との間の摩擦力、及び緩衝マットと筒状部材との間の摩擦力が資するところとなる。
【００１４】
上記の緩衝マットと触媒担体との間の摩擦力、及び緩衝マットと筒状部材との間の摩擦力は夫々、触媒担体の外面と緩衝マットとの間の静摩擦係数を緩衝マットの圧縮復元力（面圧）に乗じた積、及び筒状部材の内面と緩衝マットとの間の静摩擦係数を緩衝マットの圧縮復元力（面圧）に乗じた積として表される。このとき、軸方向（長手方向）の保持力としては、静摩擦係数が低い方の部材と緩衝マットとの間の摩擦力が支配的となる。従って、静摩擦係数が判明している触媒担体及び筒状部材に関し、必要な摩擦力が明らかとなり、これを確保するためには緩衝マットに対する面圧を高くする必要があるが、触媒担体が脆弱な場合は径方向の荷重が過大となることを回避するためには、緩衝マットに対する面圧の限度内で、軸方向の保持力を確保し得るように設定する必要がある。
【００１５】
而して、緩衝マットに対する面圧は、触媒担体の外面の静摩擦係数と筒状部材の内面の静摩擦係数のうちの低い方の部材の静摩擦係数に基づいて設定し、その面圧に応じて筒状部材を縮径するとよい。しかし、従来方法においては、前述のＧＢＤ値に基づく管理が一般的であり、いわば代用値による推定管理が行なわれているということになる。このため、推定要因が重畳されて誤差が不可避となるというだけでなく、結果的に、緩衝マットと触媒担体との間の摩擦力による保持力と、緩衝マットと筒状部材との間の摩擦力による保持力が混同されて、各部品の寸法関係が設定されている。
【００１６】
結局、筒状部材内に緩衝マットを介して触媒担体を保持するに際し、最も適切な制御パラメータは、緩衝部材（緩衝マット）を介して触媒担体（触媒担体あるいはフィルタ）に付与される面圧（単位：パスカル）であり、これを直接検出し、あるいはこれになるべく近似した値を間接的に検出し、その検出結果に基づいて筒状部材を縮径することが可能であれば、従前のサイジングによっても良好な精度で筒状部材を縮径することができる。
【００１７】
そこで、本発明は、金属製筒状部材内に緩衝部材を介してハニカム構造体を保持するハニカム構造体内蔵流体処理装置の製造方法において、筒状部材に対し、その胴部の中心軸に対して少なくとも偏心、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸を有し、端部が胴部の外周面の仮想延長面より外側に突出するネッキング部を、容易且つ適切に形成することを課題とする。
【００１８】
また、本発明は、上記に加え、圧縮された緩衝部材の圧縮復元力によってハニカム構造体に付与される面圧に基づき、緩衝部材を巻回したハニカム構造体を、適切に筒状部材の胴部内に保持することを別の課題とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載のように、金属製筒状部材内に緩衝部材を介してハニカム構造体を保持するハニカム構造体内蔵流体処理装置の製造方法において、前記筒状部材の少なくとも一端部の最終目標形状の内側の半径が所定の最大内側半径となるまで拡径して拡径部を形成し、前記緩衝部材を前記ハニカム構造体周りに装着して前記筒状部材内に収容し、前記緩衝部材の存在する範囲に亘って前記緩衝部材を圧縮しつつ前記筒状部材の軸方向の所定範囲を縮径して胴部を形成し、該胴部の中心軸に対して少なくとも偏心、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸を有し、前記拡径部の外周面に至るまでに複数の目標加工部を設定し、該複数の目標加工部に基づき複数の加工目標軸を設定し、該複数の加工目標軸のうちの一つと前記拡径部の中心軸が略同軸となるように前記筒状部材を支持し、前記拡径部の中心軸を前記複数の加工目標軸のうちの各加工目標軸と一致させると共に、各加工目標軸における前記拡径部の外径を縮小させるようにスピニング加工を行なって前記拡径部を成形し、前記一端部に最終目標形状のネッキング部を形成することとしたものである。
【００２０】
また、本発明は、請求項２に記載のように、金属製筒状部材内に緩衝部材を介してハニカム構造体を保持するハニカム構造体内蔵流体処理装置の製造方法において、前記ハニカム構造体の外周に前記緩衝部材を装着した状態で、押圧体によって前記ハニカム構造体の軸芯に対して直交する方向に前記緩衝部材を押圧して前記緩衝部材を圧縮すると共に、前記緩衝部材の圧縮復元力によって前記ハニカム構造体に付与される面圧を検知し、該面圧が所定の値となるときの前記ハニカム構造体の軸芯と前記押圧体の先端との間の距離を測定し、該測定結果の距離に基づき、前記筒状部材の少なくとも一端部の最終目標形状の内側の半径を設定し、該内側の半径が所定の最大内側半径となるまで拡径して拡径部を形成し、前記緩衝部材を前記ハニカム構造体周りに装着して前記筒状部材内に収容し、少なくとも前記緩衝部材を収容する部分の内側の実質的な半径が前記測定結果の距離となるように、前記緩衝部材の存在する範囲に亘って前記緩衝部材を圧縮しつつ前記筒状部材の軸方向の所定範囲を縮径して胴部を形成し、該胴部の中心軸に対して少なくとも偏心、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸を有し、前記拡径部の外周面に至るまでに複数の目標加工部を設定し、該複数の目標加工部に基づき複数の加工目標軸を設定し、該複数の加工目標軸のうちの一つと前記拡径部の中心軸が略同軸となるように前記筒状部材を支持し、前記拡径部の中心軸を前記複数の加工目標軸のうちの各加工目標軸と一致させると共に、各加工目標軸における前記拡径部の外径を縮小させるようにスピニング加工を行なって前記拡径部を成形し、前記一端部に最終目標形状のネッキング部を形成することとしてもよい。
【００２１】
前記請求項１又は２記載の製造方法において、更に、請求項３に記載のように、前記胴部の少なくとも一端側の所定範囲を含み前記筒状部材の開口端に至るまで、前記胴部の中心軸に対して少なくとも偏心、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸に沿ってスピニング加工を行い、前記ネッキング部を形成するとよい。これにより、縮径後の胴部の一端側の所定範囲がスピニング加工されて重合加工部となり、低剛性部分が形成されることはない。
【００２２】
また、前記請求項１、２又は３記載の製造方法において、請求項４に記載のように、前記筒状部材内の前記緩衝部材を収容する部分の外周面の仮想延長面より外側に突出する外周面を有する前記筒状部材の一端部の最終目標形状の内面と、前記筒状部材内の前記緩衝部材を収容する部分の中心軸との距離を、前記所定の最大内側半径として設定するとよい。あるいは、前記請求項１、２又は３記載の製造方法において、請求項５に記載のように、前記筒状部材の少なくとも一端部に、前記筒状部材の中心軸に対して少なくとも偏心、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸を中心として、前記一端部の最終目標形状の最大内側半径となるまで拡径して前記拡径部を形成することとしてもよい。
【００２３】
更に、上記各請求項において、請求項６に記載のように、前記筒状部材の軸方向に沿って、前記緩衝部材を夫々巻回した複数個の前記ハニカム構造体を、所定の間隔を以て並設し、前記緩衝部材の各々が存在する範囲毎に前記緩衝部材を圧縮するように、前記筒状部材の軸方向の所定範囲を縮径して前記胴部を形成することとしてもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
上記のように金属筒状部材内に緩衝部材を介してハニカム構造体を保持する流体処理装置の製造方法に関し、その具体的一態様として、触媒コンバータの製造方法について図面を参照して説明する。本発明の流体処理装置としては、触媒コンバータのほか、例えばＤＰフィルタ装置や、浄化フィルタがあり、更に、特開２００２−５０３８３号及び６８７０９号公報等に記載の燃料電池用改質器も包含される。筒状部材は外筒、ハウジングあるいはケーシングとも呼ばれ、触媒コンバータの場合には、ハニカム構造体は触媒担体に対応し、緩衝部材は触媒担体保持用の緩衝マットに対応する。また、ＤＰフィルタ装置の場合には、ハニカム構造体はフィルタに対応し、緩衝部材はＤＰフィルタ用の緩衝マットに対応する。図１に示すように、先ず、金属製の筒状部材（図１に加工前の部分を１０で示し、一端部を拡径した状態を１０１で示す）の一端部に対する最終目標形状の内側の半径（Ｒ２）を設定する。即ち、筒状部材１０の胴部（図１の中間部に２点鎖線で示す部分）の外周面の仮想延長面より外側に突出する外周面を有する一端部の最終目標形状（図１の左端部に２点鎖線で示すネッキング部）の内面と、前記胴部の中心軸Ｃとの距離を、最大内側半径Ｒ２として設定する。
【００２５】
そして、図１の左側に示すように、筒状部材の一端部を、その最終目標形状の最大内側半径Ｒ２となるまで拡径して拡径部１０ａを形成する。以後、このように拡径部１０ａが形成された筒状部材を特定する場合には１次加工部材１０１という。このときの拡径手段としては、一般的なパンチの圧入によるプレス加工があるが、スピニング等、他の方法を用いてもよい。このときの拡径量（ｄ２）は、最終目標形状の最大内側半径Ｒ２から筒状部材（の加工前の部分）の内側半径Ｒ０を減算した値である。尚、図１に記載のＲ１及びｄ１については後述する。
【００２６】
上記の拡径工程の前（又は後）に測定工程を設けることとしてもよく、以下、図２を参照して説明する。先ず、セラミック製のハニカム構造体に触媒を担持した触媒担体２の外周に、緩衝部材３を一層巻回し、必要に応じ可燃性テープ等によって固定し、一体品１を形成する。本実施形態の触媒担体２は各セル（流路）間の壁が薄く形成されており、従来品に比べて脆弱である。緩衝部材３もセラミック繊維製で、非膨張性のアルミナマットで構成されているが、熱膨張型のバーミキュライト等を用いた緩衝マットや、それらを組み合わせた緩衝マットとしてもよい。また、バインダーが含浸されていない無機質繊維マットでもよい。尚、バインダーの有無及び含有量によって面圧が変わるので、面圧設定においてはこれを加味する必要がある。あるいは、金属細線を編成したワイヤメッシュ等を用いてもよいし、それをセラミックマットと組み合わせて使用してもよい。更に、それらと金属円環状のリテーナや、ワイヤメッシュ製のシールリング等と組み合わせてもよい。図示は省略するが、緩衝部材３の両端には凸部と凹部を形成しておき、これらが相互に嵌合する一般的な巻回方法を用いるとよい。また、予め円筒状に形成された緩衝部材も存在するので、その場合には円筒状の緩衝部材内に触媒担体２を収容するだけで、緩衝部材３が触媒担体２周りに装着された状態となる。
【００２７】
次に、図２に示すように、上記の一体品１を一対のクランプ装置ＣＨ間に把持し、測定装置ＤＴの押圧体ＰＭによって、緩衝部材３を介して触媒担体２をその軸芯に対して直交する方向に押圧すると共に、触媒担体２に付与される面圧を検知し、該面圧が所定の値となるときの、触媒担体２の軸芯Ｚと押圧体ＰＭとの間の距離Ｒ１を測定する。そして、測定後、押圧体ＰＭを原位置に復帰させた後、クランプ装置ＣＨによる把持を解除する。以下、本実施形態で用いるクランプ装置ＣＨ及び測定装置ＤＴについて説明する。
【００２８】
クランプ装置ＣＨは、例えばコレットチャックで構成され、これによって触媒担体２の上下端部が挟持されてその軸芯Ｚが所定の測定位置にセットされる。本実施形態の測定装置ＤＴは、モータＭＴ駆動のボールスクリュー式アクチュエータΑＣと、その先端にロードセルＬＣを介して支持された反力検知手段たる押圧体ＰＭと、後端に配置された位置検知手段たるロータリエンコーダＲＥを備えている。ロードセルＬＣ及びロータリエンコーダＲＥの検知信号は電子制御装置（以下、コントローラという）ＣＴに入力され、後述の各種データに変換されてメモリ（図示せず）に記憶されると共に、モータＭＴはコントローラＣＴによって駆動制御されるように構成されている。
【００２９】
押圧体ＰＭは触媒担体２の軸芯Ｚに対して直交する方向（図２の左右方向）に進退し、緩衝部材３に当接後これを圧縮し得るように配置される。押圧体ＰＭの当接面積は既知であるので、この押圧体ＰＭによって測定対象たる触媒担体２及び緩衝部材３が押圧されたときの反力が、触媒担体２に対する面圧としてロードセルＬＣによって検知され、コントローラＣＴに入力される。コントローラＣＴにおいては、ロードセルＬＣの検知信号が面圧値に換算されてメモリに記憶され、別途予め入力された所定の面圧値と比較される。また、ロータリエンコーダＲＥによって押圧体ＰＭの進退量及び停止位置がボールスクリュー（図示せず）の回転情報として検知され、コントローラＣＴに入力される。コントローラＣＴにおいては、ロータリエンコーダＲＥの検知信号がリアルタイムで押圧体ＰＭの進退量及び停止位置の値に変換されてメモリに記憶される。尚、これらの検知手段とコントローラＣＴとの間は電気的に接続してもよいし光学的に接続してもよい。
【００３０】
上記のように構成された測定装置ＤＴを以下のように駆動することによって、触媒担体２の軸芯Ｚと押圧体ＰＭとの間の距離と、そのときに触媒担体２に付与される面圧との関係を測定することができる。即ち、押圧体ＰＭを初期位置（図２のＰ０点）から前進（図２の左方向に移動）させて緩衝部材３の一部を押圧し、押圧部における緩衝部材３の圧縮反力が所定の値に到達したときの位置（図２のＰ１点）を検出する。この位置（図２のＰ１点）は、製品となった後の緩衝部材３の面圧値が所定の値となるときの、筒状部材の（縮径加工後の）内壁面の位置に相当する。従って、触媒担体２に付与される押圧力とそれによって生ずる反力（面圧）との関係を、予めコントローラＣＴのメモリに記憶しておき、この関係に基づきロードセルＬＣの検知信号（反力）を面圧値に変換し、これと所定の面圧値とを比較しながら押圧体ＰＭを上記の位置（図２のＰ１点）まで前進させ、押圧体ＰＭの移動距離を求める。
【００３１】
而して、押圧体ＰＭの先端の初期位置（図２のＰ０点）と触媒担体２の軸芯Ｚとの間の所定距離から、ロータリエンコーダＲＥによって検知される押圧体ＰＭの移動距離を差し引けば押圧体ＰＭの先端の位置（即ち、軸芯Ｚからの距離Ｒ１）を判定することができ、この位置が、製品状態（即ち、後述する図４の２次加工部材１０２内で触媒担体２に対する面圧が所定の面圧値で保持されている状態）における筒状部材の（縮径加工後の）内壁面の位置ということになる。このように、本実施形態によれば触媒担体２及び緩衝部材３の寸法や特性値を個別に測定することなく、また前述のＧＢＤ値を用いることもなく、所定の面圧値となる位置（図２のＰ１点）を判定することができる。即ち、上記の触媒担体２の軸芯Ｚと押圧体ＰＭの先端との間の距離Ｒ１は、結果的に触媒担体２の外径誤差のみならず緩衝部材３の単位面積当り重量の誤差をも考慮した値となるので、これらの誤差を別途測定する必要はない。
【００３２】
尚、上記測定結果の距離Ｒ１は、後述するサイジング工程に備え、コントローラＣＴのメモリに記憶されるが、必要に応じて表示するように構成してもよい。また、触媒担体２の軸芯Ｚの回りに放射状に複数の測定装置ＤＴを配置し多点測定を行ない、あるいは、軸芯Ｚの回りにクランプ装置ＣＨ及び一体品１を回動（割り出し）させて多点測定を行なうように構成し、各測定値の平均を求めることとしてもよい。特に、触媒担体２が円形断面でない場合には、触媒担体２の形状に応じて多点測定を行なう必要があるので、複数の測定装置ＤＴを配置することが望ましい。押圧体ＰＭは、必ずしも所定の位置（図２のＰ１点）で停止させる必要はなく、この位置を検知後そのまま連続して後退させ、更に、この押圧体ＰＭの後退に同期してクランプ装置ＣＨによる把持を解除させるように構成してもよい。
【００３３】
面圧検知手段としては、図２に破線で示すように、触媒担体２と緩衝部材３との間に感圧素子ＰＳを介装し、この感圧素子ＰＳの検知信号に基づき面圧を直接検知するように構成してもよい。この感圧素子ＰＳとしては、例えば、マトリックス状に電極を配置したセンサシートを利用して圧力分布をリアルタイムで検出するものが市販されているので、これを用いてもよい。このように面圧検知手段を構成すれば、予め測定装置ＤＴによって前述の距離Ｒ１を求める必要はなく、図３の１次加工部材１０１のうちの緩衝部材３を含む胴部を、前記面圧が所定の圧力範囲内となるように緩衝部材３と共に縮径して触媒担体２を保持するように構成することができる。従って、製造時間を大幅に短縮することができる。尚、感圧素子ＰＳが安価で、且つ、触媒コンバータの機能に悪影響を与えないのであれば、サイジング後に抜き出すことなくそのまま放置することとしてもよい。
【００３４】
而して、筒状部材の内側半径Ｒ０から上記測定結果の距離Ｒ１を減算した値が縮径量（ｄ１）である。即ち、図１に二点鎖線で示す位置が筒状部材の胴部の中心軸Ｃから距離Ｒ１の位置で、このＲ１が図４に示す胴部１１の最終目標形状の内側半径とされる。従って、図４に示す胴部１１の内側半径Ｒ１と拡径部１０ａの最大内側半径Ｒ２との差（ｄ０＝Ｒ２−Ｒ１）が、胴部１１の外周面の仮想延長面より外側に突出する最大幅であり、ｄ０＝ｄ１＋ｄ２の関係にある。換言すれば、図１に示すように、筒状部材の一端部に対して拡径される変形量は拡径量（ｄ２）のみであるが、最終的には、胴部１１の外周面に対して変形量（ｄ０）が確保されることになる。つまり、筒状部材の一端部（図１の拡径部１０ａ）の最終目標形状の最大内側半径Ｒ２と縮径後の胴部（縮径部）１１の最終目標形状の内側半径Ｒ１との差が、胴部１１の外周面の仮想延長面より外側に突出する最大幅（ｄ０）となるので、拡径及び縮径による変形量を最小限に抑えることができる。尚、上記の測定工程は、触媒担体２及び緩衝部材３が許容誤差範囲内の品質を確保し得るものであれば、個体毎に行うことなくサンプルの測定結果を利用することとし、簡略化することもできる。
【００３５】
そして、図１に示すように筒状部材の一端部を拡径した１次加工部材１０１内に、図３に示すように、触媒担体２に緩衝部材３を装着した一体品１を一対収容して並設し、所定位置に保持する。この場合において、各緩衝部材３の外面は筒状部材の内面に圧接されず、接触しないか、あるいは、緩く接触している程度の関係に設定し、各緩衝部材３は殆ど圧縮力を受けないように設定することが望ましい。尚、図１に示す拡径工程と図３に示す収容工程を逆にしてもよく、また収容工程の前に測定工程を行うこととしてもよい。
【００３６】
次に、上記一対の一体品１を収容し所定位置に保持した１次加工部材１０１に対し、図４に示すようにサイジングを行い、緩衝部材３が最適圧縮量となる径まで１次加工部材１０１の非加工部（即ち、筒状部材の胴部）を縮径する。サイジング方法としては種々の方法が知られているが、本実施形態では図９に示す縮径装置ＲＤが用いられている。これはフィンガー式と呼ばれ、コレットチャックが利用されている。即ち、図９に示すように、円筒状のハウジングＧＤ内に、内側がテーパ面の円筒状の押型ＤＰが液密的摺動自在に収容され、更にこの押型ＤＰに対して、複数の割り型（コレット型）ＤＶが摺動自在に収容されている。図４に示すように、各々の割り型ＤＶの外側はテーパ面に形成されており、押型ＤＰの内側のテーパ面に対し摺動自在に配設される。押型ＤＰ及び割り型ＤＶは、油圧駆動装置（図示せず）によって駆動されるように構成されており、油圧によって押型ＤＰがハウジングＧＤの軸方向（長手方向）に駆動され、この押型ＤＰの軸方向移動に応じて割り型ＤＶが径方向（軸芯方向）に駆動されるように構成されている。尚、油圧駆動装置（図示せず）は図２に示すコントローラＣＴによって制御されるように構成することができる。
【００３７】
而して、図４に示すサイジング工程において、油圧駆動装置（図示せず）を駆動し、押型ＤＰを油圧によってハウジングＧＤの軸方向に駆動すると（図４の左方に移動すると）、割り型ＤＶは径方向（軸芯方向）に移動し、筒状部材（１次加工部材１０１）の胴部及び緩衝部材３を圧縮しつつ縮径することとなる。このときの縮径量は油圧駆動装置の制御によって正確に制御され、筒状部材（１次加工部材１０１）の中心軸Ｃ（前述の触媒担体２の軸芯Ｚと一致）と内壁面との間の距離が、前述の測定結果の距離Ｒ１となるまで、調心されつつ１次加工部材１０１及び緩衝部材３が縮径され胴部１１が形成される。これにより、触媒担体２は緩衝部材３を介して筒状部材（サイジング後の状態を２次加工部材１０２とする）内で安定した状態で支持される。この場合において、測定工程を省略する場合には、距離Ｒ１を予め実験、演算等によって求め、所定の値に設定することになる。
【００３８】
尚、本実施形態の縮径装置ＲＤに縮径時の反力検出手段を設け、前述の測定装置ＤＴとしても機能し得るように構成することができる。このように構成することにより、１台の装置で測定とサイジングを行うことができるので、製造効率が極めて良好となる。更に、測定とサイジングとの間の時間間隔を短く設定することができ、測定時の押圧によって全周に亘って均等に薄肉化した緩衝マットが復元する前に筒状部材をセットすればよくなるので、製造効率が一層良好となる。また、例えば図２に記載の感圧素子ＰＳによって、触媒担体２に付与される面圧を監視（モニター）しながら１次加工部材１０１を縮径することとしてもよい。
【００３９】
縮径装置ＲＤの油圧駆動装置（図示せず）はＮＣ制御により任意量のサイジングを行なうことができるように構成されており、微細制御が可能である。更に、縮径時において、例えば逐次（随時）ワークを回転し、割り出し制御（インデックス制御）を行なうこととすれば、全周に亘って一層均一に縮径することができる。縮径装置ＲＤの駆動及び制御媒体として、本実施形態では油圧を用いることとしているが、これに限らず、その駆動及び制御形式については、機械式、電気式、空気圧式等、任意の駆動方法を用いることができ、制御はＣＮＣコントロールを用いることが好適である。
【００４０】
尚、筒状部材（１次加工部材１０１）の少なくとも緩衝部材３を収容する部分の内側の実質的な半径が測定結果の距離Ｒ１を下回り、触媒担体２が破壊する直前まで、図２の押圧体ＰＭによって緩衝部材３を押圧したときの限界距離（Ｒｘとする）を予め測定しておくとよい。そして、ＮＣ制御による縮径装置ＲＤに用い、縮径後に２次加工部材１０２がスプリングバックしたときに２次加工部材１０２の実質的な半径が距離Ｒ１となるように、半径が限界距離Ｒｘより大の範囲で距離Ｒ１を下回る距離となるまで、１次加工部材１０１を緩衝部材３と共に縮径すれば、スプリングバックに影響されることなく、触媒担体２の軸芯Ｚと１次加工部材１０１の内壁面との間の距離が前述の測定結果の距離Ｒ１となるように、１次加工部材１０１の胴部及び緩衝部材３を縮径することができる。
【００４１】
このように、少なくとも緩衝部材３の存在する範囲に亘って１次加工部材１０１が縮径されるので、緩衝部材３が圧縮状態に保持され、その圧縮復元力によって触媒担体２に付与される所定値の面圧によって、触媒担体２が胴部１１内で安定した状態で支持されると共に、軸方向摩擦力が付与される。而して、図４に示す２次加工部材１０２が形成され、スプリングバックも考慮して形成された胴部１１内に、触媒担体２が緩衝部材３を介して適切に保持される。従って、特に脆弱な触媒担体２に対しても、これを破壊することなく適切に胴部１１内に保持することができる。
【００４２】
更に、上記のサイジング後の２次加工部材１０２の一端部に対し、図５に示すようにスピニングローラＳＰによるネッキング加工を行なう。先ず、２次加工部材１０２の胴部１１をスピニング装置用のクランプ装置ＣＬによって挟持し、回転不能且つ軸方向移動不能に固定する。そして、胴部１１の中心軸（図４のＣ）に対して少なくとも偏芯、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸を有し、一部が胴部１１の外周面の仮想延長面より外側に突出する最終目標加工部（図５に示すテーパ部１３ｂ及び首部（ボトルネック部）１３ｃから成るネッキング部１３に至るまでに複数の目標加工部（図示せず）を設定する。この場合において、図５の上方の胴部１１の左端近傍を図６に拡大して示すように、胴部１１の左端側の所定範囲１１ｙを含みネッキング部１３を形成するように設定する。即ち、図６にネッキング部１３を実線で示すように、胴部１１の所定範囲１１ｙ（図６に１点鎖線で示す範囲）に対してもスピニングローラＳＰによるネッキング加工を行ない、所定範囲１１ｙに対応する部分がネッキング部１３の一部を構成し、重合加工部１３ａとなる。
【００４３】
そして、上記複数の目標加工部に基づき複数の加工目標軸（図示せず）を設定し、これら複数の加工目標軸のうちの一つと拡径部１０ａの中心軸（図示せず）が略同軸となるように２次加工部材１０２（図４に示す状態）を支持し、その一端部の外周回りを同径の円形軌跡にて公転する複数のスピニングローラＳＰによって当該一端部に対しスピニング加工を行なう。即ち、２次加工部材１０２の一端部の外周回りに望ましくは等間隔で配置したスピニングローラＳＰを、当該一端部の外周面に密着させて公転させると共に、径方向に駆動して公転軌跡を縮小しつつ軸方向（図５の左方向）に駆動してスピニング加工を行なう。これにより、図５に示す３次加工部材１０３が形成され、一端部が最終目標形状の傾斜軸を有するネッキング部１３に形成される。
【００４４】
続いて、図７に示すように、ネッキング部１３が加工された３次加工部材１０３（図５に示す状態）を１８０度反転させて配置し、他方の端部についても上記と同様にスピニングローラＳＰによるネッキング加工を行なう。この場合における３次加工部材１０３の反転作業は、ネッキング部１３の加工終了後、クランプ装置ＣＬによる３次加工部材１０３の挟持状態を解放し、図示しないロボットハンドによってクランプ装置ＣＬから３次加工部材１０３を取り出し、これを反転させて再度クランプ装置ＣＬに装着することによって行なう。
【００４５】
そして、クランプ装置ＣＬによって胴部１１を再度挟持し、他方の端部に対し、スピニングローラＳＰによって前述と同様に加工し、図７に示すように胴部１１の中心軸（図４のＣ）と同軸のテーパ部１２ｂ及び首部１２ｃから成るネッキング部１２を形成する。この場合において、図７の下方の胴部１１の左端近傍を図８に拡大して示すように、胴部１１の左端側の所定範囲１１ｘを含みネッキング部１２を形成するように設定する。即ち、図８にネッキング部１２を実線で示すように、胴部１１の所定範囲１１ｘ（図８に１点鎖線で示す範囲）に対してもスピニングローラＳＰによるネッキング加工を行ない、所定範囲１１ｘに対応する部分がネッキング部１２の一部を構成し、重合加工部１２ａとなる。
【００４６】
本実施形態によれば、上記のようにスピニング加工時に２次加工部材１０２（又は３次加工部材１０３）は回転しないため、２次加工部材１０２を確実に保持する構造を容易に構成することができると共に、２次加工部材１０２（又は３次加工部材１０３）に収容された触媒担体２及び緩衝部材３もスピニング加工中に回転（軸芯を中心とする自転）することはないので、安定した保持状態を維持することができる。また、２次加工部材１０２及び３次加工部材１０３の各一端部に対するネッキング加工を容易に連続して行なうことができる。
【００４７】
特に、本実施形態においては、図６及び図８に示すように、胴部１１の所定範囲１１ｘ及び１１ｙに対してもスピニングローラＳＰによるネッキング加工が行なわれ、所定範囲１１ｘ及び１１ｙに対応する部分がネッキング部１２及び１３の一部を構成し、重合加工部１２ａ及び１３ａとなる。この場合において、ネッキング部１３は傾斜スピニング加工によって形成され、スピニングローラＳＰの公転軌道が筒状部材の軸芯に対して斜めになるので、重合加工部１３ａは、同軸スピニング加工によって形成されるネッキング部１２の重合加工部１２ａより広い範囲とすることが望ましい（偏芯スピニング加工による場合も同様）。
【００４８】
つまり、ネッキング部１３に関しては、図６に示すように、胴部１１のサイジング時に形成された折り曲げ部Ｂ１とは異なる折り曲げ部Ｂ２からネッキング加工が行なわれて重合加工部１３ａとなるので、折り曲げ部が重なることはない。しかも、サイジング時に形成された折り曲げ部Ｂ１は、スピニング加工によるヘリカル方向への積極的な材料の塑性流動によって、全体として均一な板厚に形成される。同様に、ネッキング部１２に関しても、図８に示すように、胴部１１のサイジング時に形成された折り曲げ部Ｂ３からネッキング加工が行なわれるが、折り曲げ部Ｂ３とは異なる折り曲げ部Ｂ４で折り曲げられるので、折り曲げ部が重なることはなく、折り曲げ部Ｂ４は、スピニング加工によるヘリカル方向への積極的な材料の塑性流動によって、全体として均一な板厚に形成される。
【００４９】
而して、図１０に示すように触媒コンバータＣ１が形成される。この触媒コンバータＣ１には、所定範囲ＳＡに対するサイジングによって胴部１１の外面に形成された平行な複数の痕跡１１ｅ、並びにスピニング加工によってネッキング部１２及び１３の外面に形成された複数の条痕１２ｊ及び１３ｊが残り、図１０に破線で示すように痕跡１１ｅの縮径時の両端部はネッキング部１２及び１３の形成時に消失し、痕跡１１ｅは、その両側で条痕１２ｊ及び１３ｊに交差するように連結された形態を呈している。尚、上記の痕跡１１ｅは、図９に示す縮径装置ＲＤを用いた工法特有のものであるが、図１０における線条は説明の便宜上、強調して描いたものであって、実際は薄く、できれば視認できない程度であることが望ましい。また、スピニング加工による条痕１２ｊ及び１３ｊについても同様である。
【００５０】
尚、本実施形態においては、２次加工部材１０２の一端部に対し傾斜スピニング加工（特許第２９５７１５３４号に記載）を適用しているが、これに限らず、偏芯スピニング加工（特許第２９５７１５３号に記載）を適用してオフセット状のネッキング部を形成することとしてもよい。また、サイジング方法として、例えば特開２００１−１０７７２５号に記載のようにスピニングローラＳＰを用い、スピニング加工によるサイジングを行うこととしてもよい。
【００５１】
図１１は、筒状部材の少なくとも一端部に、筒状部材の中心軸に対して少なくとも偏心、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸を有し、一端部の最終目標形状の最大内側半径となるまで拡径して拡径部を形成した１次加工部材の一態様として、予め偏芯した中心軸Ｃｏの拡径部１０ｂを有する１次加工部材１０１ｘを示すものである。同様に、図１２は、他の態様として、予め傾斜した中心軸Ｃｉの拡径部１０ｃを有する１次加工部材１０１ｙを示している。これらの拡径手段としては前述のスピニング加工があるが、他の方法を用いてもよい。これにより、前述の実施形態に比べて偏芯量αあるいは傾斜角θ分の量だけ大径の拡径部を形成することができ、後段の工程における加工量を低減することができる。但し、これらの拡径手段として、塑性加工による拡径は必ずしも容易ではないので、端部形状等に応じて適用可能か否かを判定して採用することが望ましい。
【００５２】
また、図１３は、図４に示すサイジング工程の他の実施形態を示すもので、内側面が所定の形状に形成された割り型ＤＶｏによって、緩衝部材３が最適圧縮量となる径まで１次加工部材１０１の非加工部（筒状部材の胴部）を縮径し、両端の加工前の一般部の中心軸Ｃに対して所定量βだけ偏芯した中心軸Ｃｓの胴部１１１を有する２次加工部材１０２ｘを形成する工程を示している。これにより、図１の実施形態に比べて予め偏芯量βだけ張り出した拡径部を形成することができ、後段の工程における加工量を低減することができる。但し、胴部１１１から両端の拡径部に至るまでの総型の割り型ＤＶｏが必要になるので、サイジング時の困難性、加工費用等と、上記の偏芯量βによる効果とを比較考量して採用することが望ましい。
【００５３】
更に、図１４は、筒状部材の軸方向に沿って、緩衝部材を夫々巻回した複数個のハニカム構造体を、所定の間隔を以て並設し、緩衝部材の各々が存在する範囲毎に緩衝部材を圧縮するように、筒状部材の軸方向の所定範囲を縮径して胴部を形成する工程の一実施形態を示すものである。即ち、本実施形態のサイジング工程においては、外径及び軸方向長さが異なる２個の触媒担体２ａ，２ｂに夫々緩衝部材３を巻回し、図１と同様の１次加工部材１０１内に収容した後、触媒担体２ａ，２ｂの各々に対応した軸方向長さを有する２組の割り型ＤＶａ，ＤＶｂによって、緩衝部材３が最適圧縮量となる径まで１次加工部材１０１の非加工部（筒状部材の胴部）を縮径し、胴部１１２，１１３を有する２次加工部材１０２ｙを形成することとしている。
【００５４】
尚、上記の各実施形態においては、触媒担体２の断面は略円形であるが、これに限らず、楕円形断面、長円断面、複数の曲率を有する面を組み合わせた断面、及び多角形断面等の非円形断面としてもよい。また、触媒担体２の流路（セル）断面は、ハニカム（六角形）に限らず、正方形等、任意である。本実施形態では触媒担体２は２個としたが、１個でもよい。あるいは、３個以上の触媒担体を直列に配置してもよく、胴部は、各ハニカム構造体に対応する部分毎に縮径してもよいし、連続して縮径してもよい。そして、最終製品としては、自動車の排気系部品に限らず、前掲の公報に記載の燃料電池用改質器等、種々の流体処理装置に適用することができる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成されているので以下に記載の効果を奏する。即ち、請求項１に記載のハニカム構造体内蔵流体処理装置の製造方法においては、最終目標形状の筒状部材の胴部を基準に筒状部材の一端部を拡径することができるので、拡径量を必要最小限に抑えることができる。また、筒状部材の変形量を縮径量と拡径量に分担することができるので、縮径量と拡径量の負担割合を適切に調整しつつ、筒状部材の許容変形量を最大限に活用することができる。
【００５６】
また、請求項２に記載のように構成すれば、上記の効果に加え、ハニカム構造体の外径の誤差、筒状部材の内径の誤差、緩衝部材の誤差等に影響されることなく、筒状部材の胴部を良好な精度で縮径することができる。従って、筒状部材内に緩衝部材を介してハニカム構造体を適切に支持した流体処理装置を、迅速且つ容易に製造することができ、製造コストも低減することができる。
【００５７】
更に、請求項３に記載のように前記ネッキング部を形成することとすれば、胴部の少なくとも一端に連続して、十分な剛性を有する所望の形状のネッキング部を容易に形成することができる。
【００５８】
また、請求項４に記載のように構成すれば、拡径部の最終目標形状の最大内側半径と胴部の最終目標形状の半径との差が、胴部の外周面の仮想延長面より外側に突出する最大幅となるので、拡径及び縮径による変形量を最小限に抑え、筒状部材の許容変形量を最大限に活用することができる。
【００５９】
あるいは、請求項５に記載のように、筒状部材の中心軸に対して少なくとも偏心、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸を中心として、一端部の最終目標形状の最大内側半径となるまで拡径して拡径部を形成することとすれば、複雑な最終目標形状の一端部に対する加工を、一般的な装置によって容易に行うことができる。
【００６０】
更に、請求項６に記載のように、緩衝部材を夫々巻回した複数個のハニカム構造体を、所定の間隔を以て並設し、緩衝部材の各々が存在する範囲毎に緩衝部材を圧縮するように、筒状部材の軸方向の所定範囲を縮径して胴部を形成することとすれば、収容する複数個のハニカム構造体に応じて縮径量を適切に調整して筒状部材を縮径し、複数個のハニカム構造体を適切に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法において、筒状部材の一端部を拡径し、拡径部を形成した１次加工部材を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法において、ハニカム構造体及び緩衝部材の測定工程を示す正面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法において、ハニカム構造体に緩衝部材及び弾性支持部材を装着した一体品を１次加工部材内に収容する状態を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法において、サイジング工程での１次加工部材の縮径状態を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法において、２次加工部材の一端部に対しスピニングローラによるネッキング加工を行う状態を示す断面図である。
【図６】図５の上方の胴部の左端近傍を拡大して示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法において、一端部にネッキング部が形成された３次加工部材の他方の端部に対し、スピニングローラによるネッキング加工を行なう状態を示す断面図である。
【図８】図７の下方の胴部の左端近傍を拡大して示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造に供する縮径装置を示す斜視図である。
【図１０】本発明の流体処理装置の一実施形態に係る触媒コンバータの正面図である。
【図１１】本発明の流体処理装置の製造方法において、拡径工程の他の実施形態によって形成し、予め偏芯した中心軸の拡径部を有する１次加工部材を示す断面図である。
【図１２】本発明の流体処理装置の製造方法において、拡径工程の更に他の実施形態によって形成し、予め傾斜した中心軸の拡径部を有する１次加工部材を示す断面図である。
【図１３】本発明の流体処理装置の製造方法において、サイジング工程の他の実施形態における１次加工部材の縮径状態を示す断面図である。
【図１４】本発明の流体処理装置の製造方法において、サイジング工程の更に他の実施形態における１次加工部材の縮径状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 一体品， ２ 触媒担体， ３ 緩衝部材， １０ 筒状部材，
１１ 胴部， １０ａ，１０ｂ，１０ｃ 拡径部， １３ テーパ部，
１４ 首部， １５ ネッキング部，
１０１，１０１ｘ，１０１ｙ １次加工部材，
１０２，１０２ｘ，１０２ｙ ２次加工部材， １０３ ３次加工部材，
ＤＴ 測定装置， ＰＭ 押圧体， ＬＣ ロードセル，
ＲＥ ロータリエンコーダ， ＣＨ，ＣＬ クランプ装置，
ＧＤ ハウジング， ＤＰ 押型， ＤＶ 割り型，
ＳＰ スピニングローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属製筒状部材内に緩衝部材を介してハニカム構造体を保持する流体処理装置の製造方法に関し、例えば、同筒状部材内に緩衝マットを介してハニカム構造体の触媒担体を保持する触媒コンバータの製造方法として好適な製造方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
流体に対してフィルタ機能を有するハニカム構造体が、金属製筒状部材内に緩衝部材を介して内蔵された流体処理装置が知られており、種々の流体の浄化に供されている。例えば、自動車の排気系においては触媒コンバータやディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦという）が搭載されており、触媒担体あるいはフィルタ等（総称して担体といい、以下、触媒担体いうときはこれらを代表する）としてセラミック製の脆弱なハニカム構造体が用いられている。
【０００３】
例えば、特開２００２−２０５１２４号公報には、自動車の触媒コンバータに関しては、内蔵する触媒の大型化によって車両への搭載が困難となると共に、触媒の早期活性化のためにますます内燃機関に近接した配置が要請されるに至っており、このような要請に対しては、配管構造の変更のみでは対処することができず、触媒コンバータの外筒端部を所望の形状に形成し得ることが必要となるとして、スピニング加工等による管端の成形方法が有効であり、この方法によれば、例えばワークの端部に形成する縮径部を、ワークの中心軸に対し偏芯あるいは傾斜させる等、異径部を形成することが可能となる旨記載されている。
【０００４】
そして、管状のワークの端部に、本体部の外周面の仮想延長面より外側に突出する縮径部を、容易且つ適切に形成し得るワークの端部成形方法を提供することを課題として、以下の端部成形方法が提案されている。即ち、本体部の最終目標形状の外形を有する非加工部と、該非加工部に隣接し該非加工部より大径の加工対象部を有する管状の段付ワークに対し、前記非加工部から、前記非加工部の中心軸に対して少なくとも偏芯、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸を有し、一部が前記非加工部の外周面の仮想延長面より外側に突出する最終目標加工部に至るまでに複数の目標加工部を設定し、該複数の目標加工部に基づき複数の加工目標軸を設定し、該複数の加工目標軸のうちの一つと前記加工対象部の中心軸が略同軸となるように前記段付ワークを支持し、前記加工対象部の中心軸を前記複数の加工目標軸のうちの各加工目標軸と一致させると共に、各加工目標軸における前記加工対象部の外径を縮小させるようにスピニング加工を行なって前記加工対象部を成形し、前記最終目標加工部形状に形成する方法である。更に、上記の一例として触媒コンバータへの適用例も開示されている。
【０００５】
ところで、前述の流体処理装置の製造方法として、前述のハニカム構造体の外周に、シール機能を有する緩衝部材としてセラミック製の緩衝マットを巻回し、これらを、筒状部材内に緩やかに挿入した後、緩衝マットが最適圧縮量となる径まで筒状部材を縮径するサイジング（ｓｉｚｉｎｇ又はｃａｌｉｂｒａｔｉｎｇ）と呼ばれる方法が知られている。例えば、特開昭６４−６０７１１号、特開平８−４２３３３号、特開平９−１７０４２４号、特開平９−２３４３７７号、米国特許第５３２９６９８号、米国特許第５７５５０２５号等の公報に開示されている。
【０００６】
更に、特開２００１−３５５４３８号公報には、外周に保持材が装着された触媒担体を保持筒に圧入するに際し、上記触媒担体の外径を計測し、この計測値に適合する内径を有する保持筒に保持材が装着された触媒担体を圧入する触媒コンバータの製造方法が提案されている。また、触媒担体の外周に装着された保持材の外径を計測し、この計測値に適合する内径を有する保持筒に保持材が装着された触媒担体を圧入する方法も提案されている。更に、保持材の外径を計測するに際し、所定の圧力を加えた状態で計測することも提案されている。そして、同公報においては、内径が異なる多数の保持筒の素材を予め準備しておき、その中から適正な内径を有するものを選択することが提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前掲の特開２００２−２０５１２４号公報に記載のワークの端部成形方法においては、管状の段付ワークを形成することとしている。即ち、筒状部材に対し所望の相対的段差を設けることとしている。その方法として、筒状部材の端部を拡径して大径端部を形成し、あるいは本体部（胴部）を縮径して小径本体部を形成することにより、相対的段差を形成しておき、相対的に大径の端部に対し、少なくとも偏芯、傾斜及び捩れの何れかの軸を中心にスピニング加工を行うことにより、本体部（胴部）の外周面の仮想延長面より外側に縮径部の一部（例えば先端）を突出させて張出縮径部（ネッキング部）を形成することとしている。
【０００８】
然し乍ら、相対的段差を形成する方法として、端部を拡径して大径端部を形成する場合、あるいは本体部（胴部）を縮径して小径本体部を形成する場合の何れにおいても、冷間塑性加工における拡径限界、あるいは縮径限界が２０％程度であり、成形後の板厚精度等を考慮すると実際に可能な拡径率又は縮径率は１０数％程度となるため、前掲の特開２００２−２０５１２４号公報に記載の方法によっては、所望の張出量（本体部の外周面の仮想延長面より縮径部先端が外側に突出する量）を確保できない場合が生ずる。従って、搭載レイアウトの制約が大となり、ひいては設計上の制約が大となる。
【０００９】
一方、前述の圧入による方法においては、一般的に、緩衝部材たる緩衝マットの充填密度（ＧＢＤ値と呼ばれる）を基準に触媒担体の外径と筒状部材の内径との間隙が設定される。このＧＢＤ値は、緩衝マットの単位面積当り重量／充填間隙寸法であり、緩衝マットの充填密度に応じて面圧（単位：パスカル）が発生し、この面圧によって触媒担体が保持されるのであるが、面圧は、当然乍ら触媒担体の強度を超えない値に調整すると共に、振動や排気ガス圧力が加わる触媒担体に対し、これが筒状部材内を移動しないように保持し得る値に調整しなければならない。このためには、緩衝マットは設計範囲内のＧＢＤ値で圧入され、且つこのＧＢＤ値を製品のライフサイクルの間は維持しなければならない。
【００１０】
しかし、前述の圧入による方法においては、製造上必然的に生ずる触媒担体の外径の誤差、筒状部材の内径の誤差、及びこれらの間に介装される緩衝マットの単位面積当り重量の誤差が重畳されてＧＢＤ値の誤差となる。従って、このＧＢＤ値の誤差を最小とするための各部材の最適組合せを見い出すことは、量産のための現実的な解決とはなりえない。また、ＧＢＤ値自体も、緩衝マットの特性や個体差に左右され、しかも平面上における測定値に依拠しており、触媒担体に対し緊密に巻回された状態における測定値を表すものではない。このため、従来のようにＧＢＤ値に依存することなく、触媒担体を適切に筒状部材内に収容することが望まれている。
【００１１】
これに対し、サイジングによる方法においては、触媒担体の外径と筒状部材の内径を予め計測しておき、緩衝マットの適正圧縮量を求め、この圧縮量だけ縮径することが企図されるが、この方法では最終的に緩衝マットの圧縮量が最適か否かを判定することは困難である。これは、金属製の筒状部材を縮径する際には、筒状部材のスプリングバックを考慮して、目標とする径より予め小さく縮径加工（所謂オーバーシュート）する必要があるからである。このため、過剰な圧縮力が付与されるおそれがある。また、筒状部材の縮径加工時には板厚の変化が不可避であるため、真の内径（内壁面位置）、即ち正確な縮径量を設定することが一層困難になっている。
【００１２】
上記のオーバーシュートに起因する問題を解決する方法として、前掲の米国特許第５７５５０２５号の明細書においては、予め触媒担体の外径を計測しておき、それに緩衝マットの圧縮量を加味して保持範囲の最適外径を算出し、それに基づいて筒状部材を全長に亘って数種類の径まで拡径して、その後選択した筒状部材内に、圧入方式と同様の治具を用いて触媒担体と緩衝マットを圧入することとしている。しかし、緩衝マットの単位面積当り重量の誤差については何等考慮されていないため、触媒担体に付与される面圧に誤差が生ずることは避けられない。
【００１３】
ここで、触媒担体を筒状部材内の所定位置に保持するために必要とされる保持力について説明すると、筒状部材の径方向の保持力は、触媒担体の外面及び筒状部材の内面に対し直交する方向に働く緩衝マットの圧縮復元力である。一方、例えば自動車の排気装置に固定された筒状部材に対し、触媒担体及び緩衝マットには振動や排気ガス圧力によって軸方向の力が生ずるので、これに抗する力として筒状部材の軸方向（長手方向）の保持力が必要であり、これは緩衝マットと触媒担体との間の摩擦力、及び緩衝マットと筒状部材との間の摩擦力が資するところとなる。
【００１４】
上記の緩衝マットと触媒担体との間の摩擦力、及び緩衝マットと筒状部材との間の摩擦力は夫々、触媒担体の外面と緩衝マットとの間の静摩擦係数を緩衝マットの圧縮復元力（面圧）に乗じた積、及び筒状部材の内面と緩衝マットとの間の静摩擦係数を緩衝マットの圧縮復元力（面圧）に乗じた積として表される。このとき、軸方向（長手方向）の保持力としては、静摩擦係数が低い方の部材と緩衝マットとの間の摩擦力が支配的となる。従って、静摩擦係数が判明している触媒担体及び筒状部材に関し、必要な摩擦力が明らかとなり、これを確保するためには緩衝マットに対する面圧を高くする必要があるが、触媒担体が脆弱な場合は径方向の荷重が過大となることを回避するためには、緩衝マットに対する面圧の限度内で、軸方向の保持力を確保し得るように設定する必要がある。
【００１５】
而して、緩衝マットに対する面圧は、触媒担体の外面の静摩擦係数と筒状部材の内面の静摩擦係数のうちの低い方の部材の静摩擦係数に基づいて設定し、その面圧に応じて筒状部材を縮径するとよい。しかし、従来方法においては、前述のＧＢＤ値に基づく管理が一般的であり、いわば代用値による推定管理が行なわれているということになる。このため、推定要因が重畳されて誤差が不可避となるというだけでなく、結果的に、緩衝マットと触媒担体との間の摩擦力による保持力と、緩衝マットと筒状部材との間の摩擦力による保持力が混同されて、各部品の寸法関係が設定されている。
【００１６】
結局、筒状部材内に緩衝マットを介して触媒担体を保持するに際し、最も適切な制御パラメータは、緩衝部材（緩衝マット）を介して触媒担体（触媒担体あるいはフィルタ）に付与される面圧（単位：パスカル）であり、これを直接検出し、あるいはこれになるべく近似した値を間接的に検出し、その検出結果に基づいて筒状部材を縮径することが可能であれば、従前のサイジングによっても良好な精度で筒状部材を縮径することができる。
【００１７】
そこで、本発明は、金属製筒状部材内に緩衝部材を介してハニカム構造体を保持するハニカム構造体内蔵流体処理装置の製造方法において、筒状部材に対し、その胴部の中心軸に対して少なくとも偏心、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸を有し、端部が胴部の外周面の仮想延長面より外側に突出するネッキング部を、容易且つ適切に形成することを課題とする。
【００１８】
また、本発明は、上記に加え、圧縮された緩衝部材の圧縮復元力によってハニカム構造体に付与される面圧に基づき、緩衝部材を巻回したハニカム構造体を、適切に筒状部材の胴部内に保持することを別の課題とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載のように、金属製筒状部材内に緩衝部材を介してハニカム構造体を保持するハニカム構造体内蔵流体処理装置の製造方法において、前記筒状部材の少なくとも一端部の最終目標形状の内側の半径が所定の最大内側半径となるまで拡径して拡径部を形成し、前記緩衝部材を前記ハニカム構造体周りに装着して前記筒状部材内に収容し、前記緩衝部材の存在する範囲に亘って前記緩衝部材を圧縮しつつ前記筒状部材の軸方向の所定範囲を縮径して胴部を形成し、該胴部の中心軸に対して少なくとも偏心、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸を有し、前記拡径部の外周面に至るまでに複数の目標加工部を設定し、該複数の目標加工部に基づき複数の加工目標軸を設定し、該複数の加工目標軸のうちの一つと前記拡径部の中心軸が略同軸となるように前記筒状部材を支持し、前記拡径部の中心軸を前記複数の加工目標軸のうちの各加工目標軸と一致させると共に、各加工目標軸における前記拡径部の外径を縮小させるようにスピニング加工を行なって前記拡径部を成形し、前記一端部に最終目標形状のネッキング部を形成することとしたものである。
【００２０】
また、本発明は、請求項２に記載のように、金属製筒状部材内に緩衝部材を介してハニカム構造体を保持するハニカム構造体内蔵流体処理装置の製造方法において、前記ハニカム構造体の外周に前記緩衝部材を装着した状態で、押圧体によって前記ハニカム構造体の軸芯に対して直交する方向に前記緩衝部材を押圧して前記緩衝部材を圧縮すると共に、前記緩衝部材の圧縮復元力によって前記ハニカム構造体に付与される面圧を検知し、該面圧が所定の値となるときの前記ハニカム構造体の軸芯と前記押圧体の先端との間の距離を測定し、該測定結果の距離に基づき、前記筒状部材の少なくとも一端部の最終目標形状の内側の半径を設定し、該内側の半径が所定の最大内側半径となるまで拡径して拡径部を形成し、前記緩衝部材を前記ハニカム構造体周りに装着して前記筒状部材内に収容し、少なくとも前記緩衝部材を収容する部分の内側の実質的な半径が前記測定結果の距離となるように、前記緩衝部材の存在する範囲に亘って前記緩衝部材を圧縮しつつ前記筒状部材の軸方向の所定範囲を縮径して胴部を形成し、該胴部の中心軸に対して少なくとも偏心、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸を有し、前記拡径部の外周面に至るまでに複数の目標加工部を設定し、該複数の目標加工部に基づき複数の加工目標軸を設定し、該複数の加工目標軸のうちの一つと前記拡径部の中心軸が略同軸となるように前記筒状部材を支持し、前記拡径部の中心軸を前記複数の加工目標軸のうちの各加工目標軸と一致させると共に、各加工目標軸における前記拡径部の外径を縮小させるようにスピニング加工を行なって前記拡径部を成形し、前記一端部に最終目標形状のネッキング部を形成することとしてもよい。
【００２１】
前記請求項１又は２記載の製造方法において、更に、請求項３に記載のように、前記胴部の少なくとも一端側の所定範囲を含み前記筒状部材の開口端に至るまで、前記胴部の中心軸に対して少なくとも偏心、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸に沿ってスピニング加工を行い、前記ネッキング部を形成するとよい。これにより、縮径後の胴部の一端側の所定範囲がスピニング加工されて重合加工部となり、低剛性部分が形成されることはない。
【００２２】
また、前記請求項１、２又は３記載の製造方法において、請求項４に記載のように、前記筒状部材内の前記緩衝部材を収容する部分の外周面の仮想延長面より外側に突出する外周面を有する前記筒状部材の一端部の最終目標形状の内面と、前記筒状部材内の前記緩衝部材を収容する部分の中心軸との距離を、前記所定の最大内側半径として設定するとよい。あるいは、前記請求項１、２又は３記載の製造方法において、請求項５に記載のように、前記筒状部材の少なくとも一端部に、前記筒状部材の中心軸に対して少なくとも偏心、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸を中心として、前記一端部の最終目標形状の最大内側半径となるまで拡径して前記拡径部を形成することとしてもよい。
【００２３】
更に、上記各請求項において、請求項６に記載のように、前記筒状部材の軸方向に沿って、前記緩衝部材を夫々巻回した複数個の前記ハニカム構造体を、所定の間隔を以て並設し、前記緩衝部材の各々が存在する範囲毎に前記緩衝部材を圧縮するように、前記筒状部材の軸方向の所定範囲を縮径して前記胴部を形成することとしてもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
上記のように金属筒状部材内に緩衝部材を介してハニカム構造体を保持する流体処理装置の製造方法に関し、その具体的一態様として、触媒コンバータの製造方法について図面を参照して説明する。本発明の流体処理装置としては、触媒コンバータのほか、例えばＤＰフィルタ装置や、浄化フィルタがあり、更に、特開２００２−５０３８３号及び６８７０９号公報等に記載の燃料電池用改質器も包含される。筒状部材は外筒、ハウジングあるいはケーシングとも呼ばれ、触媒コンバータの場合には、ハニカム構造体は触媒担体に対応し、緩衝部材は触媒担体保持用の緩衝マットに対応する。また、ＤＰフィルタ装置の場合には、ハニカム構造体はフィルタに対応し、緩衝部材はＤＰフィルタ用の緩衝マットに対応する。図１に示すように、先ず、金属製の筒状部材（図１に加工前の部分を１０で示し、一端部を拡径した状態を１０１で示す）の一端部に対する最終目標形状の内側の半径（Ｒ２）を設定する。即ち、筒状部材１０の胴部（図１の中間部に２点鎖線で示す部分）の外周面の仮想延長面より外側に突出する外周面を有する一端部の最終目標形状（図１の左端部に２点鎖線で示すネッキング部）の内面と、前記胴部の中心軸Ｃとの距離を、最大内側半径Ｒ２として設定する。
【００２５】
そして、図１の左側に示すように、筒状部材の一端部を、その最終目標形状の最大内側半径Ｒ２となるまで拡径して拡径部１０ａを形成する。以後、このように拡径部１０ａが形成された筒状部材を特定する場合には１次加工部材１０１という。このときの拡径手段としては、一般的なパンチの圧入によるプレス加工があるが、スピニング等、他の方法を用いてもよい。このときの拡径量（ｄ２）は、最終目標形状の最大内側半径Ｒ２から筒状部材（の加工前の部分）の内側半径Ｒ０を減算した値である。尚、図１に記載のＲ１及びｄ１については後述する。
【００２６】
上記の拡径工程の前（又は後）に測定工程を設けることとしてもよく、以下、図２を参照して説明する。先ず、セラミック製のハニカム構造体に触媒を担持した触媒担体２の外周に、緩衝部材３を一層巻回し、必要に応じ可燃性テープ等によって固定し、一体品１を形成する。本実施形態の触媒担体２は各セル（流路）間の壁が薄く形成されており、従来品に比べて脆弱である。緩衝部材３もセラミック繊維製で、非膨張性のアルミナマットで構成されているが、熱膨張型のバーミキュライト等を用いた緩衝マットや、それらを組み合わせた緩衝マットとしてもよい。また、バインダーが含浸されていない無機質繊維マットでもよい。尚、バインダーの有無及び含有量によって面圧が変わるので、面圧設定においてはこれを加味する必要がある。あるいは、金属細線を編成したワイヤメッシュ等を用いてもよいし、それをセラミックマットと組み合わせて使用してもよい。更に、それらと金属円環状のリテーナや、ワイヤメッシュ製のシールリング等と組み合わせてもよい。図示は省略するが、緩衝部材３の両端には凸部と凹部を形成しておき、これらが相互に嵌合する一般的な巻回方法を用いるとよい。また、予め円筒状に形成された緩衝部材も存在するので、その場合には円筒状の緩衝部材内に触媒担体２を収容するだけで、緩衝部材３が触媒担体２周りに装着された状態となる。
【００２７】
次に、図２に示すように、上記の一体品１を一対のクランプ装置ＣＨ間に把持し、測定装置ＤＴの押圧体ＰＭによって、緩衝部材３を介して触媒担体２をその軸芯に対して直交する方向に押圧すると共に、触媒担体２に付与される面圧を検知し、該面圧が所定の値となるときの、触媒担体２の軸芯Ｚと押圧体ＰＭとの間の距離Ｒ１を測定する。そして、測定後、押圧体ＰＭを原位置に復帰させた後、クランプ装置ＣＨによる把持を解除する。以下、本実施形態で用いるクランプ装置ＣＨ及び測定装置ＤＴについて説明する。
【００２８】
クランプ装置ＣＨは、例えばコレットチャックで構成され、これによって触媒担体２の上下端部が挟持されてその軸芯Ｚが所定の測定位置にセットされる。本実施形態の測定装置ＤＴは、モータＭＴ駆動のボールスクリュー式アクチュエータΑＣと、その先端にロードセルＬＣを介して支持された反力検知手段たる押圧体ＰＭと、後端に配置された位置検知手段たるロータリエンコーダＲＥを備えている。ロードセルＬＣ及びロータリエンコーダＲＥの検知信号は電子制御装置（以下、コントローラという）ＣＴに入力され、後述の各種データに変換されてメモリ（図示せず）に記憶されると共に、モータＭＴはコントローラＣＴによって駆動制御されるように構成されている。
【００２９】
押圧体ＰＭは触媒担体２の軸芯Ｚに対して直交する方向（図２の左右方向）に進退し、緩衝部材３に当接後これを圧縮し得るように配置される。押圧体ＰＭの当接面積は既知であるので、この押圧体ＰＭによって測定対象たる触媒担体２及び緩衝部材３が押圧されたときの反力が、触媒担体２に対する面圧としてロードセルＬＣによって検知され、コントローラＣＴに入力される。コントローラＣＴにおいては、ロードセルＬＣの検知信号が面圧値に換算されてメモリに記憶され、別途予め入力された所定の面圧値と比較される。また、ロータリエンコーダＲＥによって押圧体ＰＭの進退量及び停止位置がボールスクリュー（図示せず）の回転情報として検知され、コントローラＣＴに入力される。コントローラＣＴにおいては、ロータリエンコーダＲＥの検知信号がリアルタイムで押圧体ＰＭの進退量及び停止位置の値に変換されてメモリに記憶される。尚、これらの検知手段とコントローラＣＴとの間は電気的に接続してもよいし光学的に接続してもよい。
【００３０】
上記のように構成された測定装置ＤＴを以下のように駆動することによって、触媒担体２の軸芯Ｚと押圧体ＰＭとの間の距離と、そのときに触媒担体２に付与される面圧との関係を測定することができる。即ち、押圧体ＰＭを初期位置（図２のＰ０点）から前進（図２の左方向に移動）させて緩衝部材３の一部を押圧し、押圧部における緩衝部材３の圧縮反力が所定の値に到達したときの位置（図２のＰ１点）を検出する。この位置（図２のＰ１点）は、製品となった後の緩衝部材３の面圧値が所定の値となるときの、筒状部材の（縮径加工後の）内壁面の位置に相当する。従って、触媒担体２に付与される押圧力とそれによって生ずる反力（面圧）との関係を、予めコントローラＣＴのメモリに記憶しておき、この関係に基づきロードセルＬＣの検知信号（反力）を面圧値に変換し、これと所定の面圧値とを比較しながら押圧体ＰＭを上記の位置（図２のＰ１点）まで前進させ、押圧体ＰＭの移動距離を求める。
【００３１】
而して、押圧体ＰＭの先端の初期位置（図２のＰ０点）と触媒担体２の軸芯Ｚとの間の所定距離から、ロータリエンコーダＲＥによって検知される押圧体ＰＭの移動距離を差し引けば押圧体ＰＭの先端の位置（即ち、軸芯Ｚからの距離Ｒ１）を判定することができ、この位置が、製品状態（即ち、後述する図４の２次加工部材１０２内で触媒担体２に対する面圧が所定の面圧値で保持されている状態）における筒状部材の（縮径加工後の）内壁面の位置ということになる。このように、本実施形態によれば触媒担体２及び緩衝部材３の寸法や特性値を個別に測定することなく、また前述のＧＢＤ値を用いることもなく、所定の面圧値となる位置（図２のＰ１点）を判定することができる。即ち、上記の触媒担体２の軸芯Ｚと押圧体ＰＭの先端との間の距離Ｒ１は、結果的に触媒担体２の外径誤差のみならず緩衝部材３の単位面積当り重量の誤差をも考慮した値となるので、これらの誤差を別途測定する必要はない。
【００３２】
尚、上記測定結果の距離Ｒ１は、後述するサイジング工程に備え、コントローラＣＴのメモリに記憶されるが、必要に応じて表示するように構成してもよい。また、触媒担体２の軸芯Ｚの回りに放射状に複数の測定装置ＤＴを配置し多点測定を行ない、あるいは、軸芯Ｚの回りにクランプ装置ＣＨ及び一体品１を回動（割り出し）させて多点測定を行なうように構成し、各測定値の平均を求めることとしてもよい。特に、触媒担体２が円形断面でない場合には、触媒担体２の形状に応じて多点測定を行なう必要があるので、複数の測定装置ＤＴを配置することが望ましい。押圧体ＰＭは、必ずしも所定の位置（図２のＰ１点）で停止させる必要はなく、この位置を検知後そのまま連続して後退させ、更に、この押圧体ＰＭの後退に同期してクランプ装置ＣＨによる把持を解除させるように構成してもよい。
【００３３】
面圧検知手段としては、図２に破線で示すように、触媒担体２と緩衝部材３との間に感圧素子ＰＳを介装し、この感圧素子ＰＳの検知信号に基づき面圧を直接検知するように構成してもよい。この感圧素子ＰＳとしては、例えば、マトリックス状に電極を配置したセンサシートを利用して圧力分布をリアルタイムで検出するものが市販されているので、これを用いてもよい。このように面圧検知手段を構成すれば、予め測定装置ＤＴによって前述の距離Ｒ１を求める必要はなく、図３の１次加工部材１０１のうちの緩衝部材３を含む胴部を、前記面圧が所定の圧力範囲内となるように緩衝部材３と共に縮径して触媒担体２を保持するように構成することができる。従って、製造時間を大幅に短縮することができる。尚、感圧素子ＰＳが安価で、且つ、触媒コンバータの機能に悪影響を与えないのであれば、サイジング後に抜き出すことなくそのまま放置することとしてもよい。
【００３４】
而して、筒状部材の内側半径Ｒ０から上記測定結果の距離Ｒ１を減算した値が縮径量（ｄ１）である。即ち、図１に二点鎖線で示す位置が筒状部材の胴部の中心軸Ｃから距離Ｒ１の位置で、このＲ１が図４に示す胴部１１の最終目標形状の内側半径とされる。従って、図４に示す胴部１１の内側半径Ｒ１と拡径部１０ａの最大内側半径Ｒ２との差（ｄ０＝Ｒ２−Ｒ１）が、胴部１１の外周面の仮想延長面より外側に突出する最大幅であり、ｄ０＝ｄ１＋ｄ２の関係にある。換言すれば、図１に示すように、筒状部材の一端部に対して拡径される変形量は拡径量（ｄ２）のみであるが、最終的には、胴部１１の外周面に対して変形量（ｄ０）が確保されることになる。つまり、筒状部材の一端部（図１の拡径部１０ａ）の最終目標形状の最大内側半径Ｒ２と縮径後の胴部（縮径部）１１の最終目標形状の内側半径Ｒ１との差が、胴部１１の外周面の仮想延長面より外側に突出する最大幅（ｄ０）となるので、拡径及び縮径による変形量を最小限に抑えることができる。尚、上記の測定工程は、触媒担体２及び緩衝部材３が許容誤差範囲内の品質を確保し得るものであれば、個体毎に行うことなくサンプルの測定結果を利用することとし、簡略化することもできる。
【００３５】
そして、図１に示すように筒状部材の一端部を拡径した１次加工部材１０１内に、図３に示すように、触媒担体２に緩衝部材３を装着した一体品１を一対収容して並設し、所定位置に保持する。この場合において、各緩衝部材３の外面は筒状部材の内面に圧接されず、接触しないか、あるいは、緩く接触している程度の関係に設定し、各緩衝部材３は殆ど圧縮力を受けないように設定することが望ましい。尚、図１に示す拡径工程と図３に示す収容工程を逆にしてもよく、また収容工程の前に測定工程を行うこととしてもよい。
【００３６】
次に、上記一対の一体品１を収容し所定位置に保持した１次加工部材１０１に対し、図４に示すようにサイジングを行い、緩衝部材３が最適圧縮量となる径まで１次加工部材１０１の非加工部（即ち、筒状部材の胴部）を縮径する。サイジング方法としては種々の方法が知られているが、本実施形態では図９に示す縮径装置ＲＤが用いられている。これはフィンガー式と呼ばれ、コレットチャックが利用されている。即ち、図９に示すように、円筒状のハウジングＧＤ内に、内側がテーパ面の円筒状の押型ＤＰが液密的摺動自在に収容され、更にこの押型ＤＰに対して、複数の割り型（コレット型）ＤＶが摺動自在に収容されている。図４に示すように、各々の割り型ＤＶの外側はテーパ面に形成されており、押型ＤＰの内側のテーパ面に対し摺動自在に配設される。押型ＤＰ及び割り型ＤＶは、油圧駆動装置（図示せず）によって駆動されるように構成されており、油圧によって押型ＤＰがハウジングＧＤの軸方向（長手方向）に駆動され、この押型ＤＰの軸方向移動に応じて割り型ＤＶが径方向（軸芯方向）に駆動されるように構成されている。尚、油圧駆動装置（図示せず）は図２に示すコントローラＣＴによって制御されるように構成することができる。
【００３７】
而して、図４に示すサイジング工程において、油圧駆動装置（図示せず）を駆動し、押型ＤＰを油圧によってハウジングＧＤの軸方向に駆動すると（図４の左方に移動すると）、割り型ＤＶは径方向（軸芯方向）に移動し、筒状部材（１次加工部材１０１）の胴部及び緩衝部材３を圧縮しつつ縮径することとなる。このときの縮径量は油圧駆動装置の制御によって正確に制御され、筒状部材（１次加工部材１０１）の中心軸Ｃ（前述の触媒担体２の軸芯Ｚと一致）と内壁面との間の距離が、前述の測定結果の距離Ｒ１となるまで、調心されつつ１次加工部材１０１及び緩衝部材３が縮径され胴部１１が形成される。これにより、触媒担体２は緩衝部材３を介して筒状部材（サイジング後の状態を２次加工部材１０２とする）内で安定した状態で支持される。この場合において、測定工程を省略する場合には、距離Ｒ１を予め実験、演算等によって求め、所定の値に設定することになる。
【００３８】
尚、本実施形態の縮径装置ＲＤに縮径時の反力検出手段を設け、前述の測定装置ＤＴとしても機能し得るように構成することができる。このように構成することにより、１台の装置で測定とサイジングを行うことができるので、製造効率が極めて良好となる。更に、測定とサイジングとの間の時間間隔を短く設定することができ、測定時の押圧によって全周に亘って均等に薄肉化した緩衝マットが復元する前に筒状部材をセットすればよくなるので、製造効率が一層良好となる。また、例えば図２に記載の感圧素子ＰＳによって、触媒担体２に付与される面圧を監視（モニター）しながら１次加工部材１０１を縮径することとしてもよい。
【００３９】
縮径装置ＲＤの油圧駆動装置（図示せず）はＮＣ制御により任意量のサイジングを行なうことができるように構成されており、微細制御が可能である。更に、縮径時において、例えば逐次（随時）ワークを回転し、割り出し制御（インデックス制御）を行なうこととすれば、全周に亘って一層均一に縮径することができる。縮径装置ＲＤの駆動及び制御媒体として、本実施形態では油圧を用いることとしているが、これに限らず、その駆動及び制御形式については、機械式、電気式、空気圧式等、任意の駆動方法を用いることができ、制御はＣＮＣコントロールを用いることが好適である。
【００４０】
尚、筒状部材（１次加工部材１０１）の少なくとも緩衝部材３を収容する部分の内側の実質的な半径が測定結果の距離Ｒ１を下回り、触媒担体２が破壊する直前まで、図２の押圧体ＰＭによって緩衝部材３を押圧したときの限界距離（Ｒｘとする）を予め測定しておくとよい。そして、ＮＣ制御による縮径装置ＲＤに用い、縮径後に２次加工部材１０２がスプリングバックしたときに２次加工部材１０２の実質的な半径が距離Ｒ１となるように、半径が限界距離Ｒｘより大の範囲で距離Ｒ１を下回る距離となるまで、１次加工部材１０１を緩衝部材３と共に縮径すれば、スプリングバックに影響されることなく、触媒担体２の軸芯Ｚと１次加工部材１０１の内壁面との間の距離が前述の測定結果の距離Ｒ１となるように、１次加工部材１０１の胴部及び緩衝部材３を縮径することができる。
【００４１】
このように、少なくとも緩衝部材３の存在する範囲に亘って１次加工部材１０１が縮径されるので、緩衝部材３が圧縮状態に保持され、その圧縮復元力によって触媒担体２に付与される所定値の面圧によって、触媒担体２が胴部１１内で安定した状態で支持されると共に、軸方向摩擦力が付与される。而して、図４に示す２次加工部材１０２が形成され、スプリングバックも考慮して形成された胴部１１内に、触媒担体２が緩衝部材３を介して適切に保持される。従って、特に脆弱な触媒担体２に対しても、これを破壊することなく適切に胴部１１内に保持することができる。
【００４２】
更に、上記のサイジング後の２次加工部材１０２の一端部に対し、図５に示すようにスピニングローラＳＰによるネッキング加工を行なう。先ず、２次加工部材１０２の胴部１１をスピニング装置用のクランプ装置ＣＬによって挟持し、回転不能且つ軸方向移動不能に固定する。そして、胴部１１の中心軸（図４のＣ）に対して少なくとも偏芯、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸を有し、一部が胴部１１の外周面の仮想延長面より外側に突出する最終目標加工部（図５に示すテーパ部１３ｂ及び首部（ボトルネック部）１３ｃから成るネッキング部１３に至るまでに複数の目標加工部（図示せず）を設定する。この場合において、図５の上方の胴部１１の左端近傍を図６に拡大して示すように、胴部１１の左端側の所定範囲１１ｙを含みネッキング部１３を形成するように設定する。即ち、図６にネッキング部１３を実線で示すように、胴部１１の所定範囲１１ｙ（図６に１点鎖線で示す範囲）に対してもスピニングローラＳＰによるネッキング加工を行ない、所定範囲１１ｙに対応する部分がネッキング部１３の一部を構成し、重合加工部１３ａとなる。
【００４３】
そして、上記複数の目標加工部に基づき複数の加工目標軸（図示せず）を設定し、これら複数の加工目標軸のうちの一つと拡径部１０ａの中心軸（図示せず）が略同軸となるように２次加工部材１０２（図４に示す状態）を支持し、その一端部の外周回りを同径の円形軌跡にて公転する複数のスピニングローラＳＰによって当該一端部に対しスピニング加工を行なう。即ち、２次加工部材１０２の一端部の外周回りに望ましくは等間隔で配置したスピニングローラＳＰを、当該一端部の外周面に密着させて公転させると共に、径方向に駆動して公転軌跡を縮小しつつ軸方向（図５の左方向）に駆動してスピニング加工を行なう。これにより、図５に示す３次加工部材１０３が形成され、一端部が最終目標形状の傾斜軸を有するネッキング部１３に形成される。
【００４４】
続いて、図７に示すように、ネッキング部１３が加工された３次加工部材１０３（図５に示す状態）を１８０度反転させて配置し、他方の端部についても上記と同様にスピニングローラＳＰによるネッキング加工を行なう。この場合における３次加工部材１０３の反転作業は、ネッキング部１３の加工終了後、クランプ装置ＣＬによる３次加工部材１０３の挟持状態を解放し、図示しないロボットハンドによってクランプ装置ＣＬから３次加工部材１０３を取り出し、これを反転させて再度クランプ装置ＣＬに装着することによって行なう。
【００４５】
そして、クランプ装置ＣＬによって胴部１１を再度挟持し、他方の端部に対し、スピニングローラＳＰによって前述と同様に加工し、図７に示すように胴部１１の中心軸（図４のＣ）と同軸のテーパ部１２ｂ及び首部１２ｃから成るネッキング部１２を形成する。この場合において、図７の下方の胴部１１の左端近傍を図８に拡大して示すように、胴部１１の左端側の所定範囲１１ｘを含みネッキング部１２を形成するように設定する。即ち、図８にネッキング部１２を実線で示すように、胴部１１の所定範囲１１ｘ（図８に１点鎖線で示す範囲）に対してもスピニングローラＳＰによるネッキング加工を行ない、所定範囲１１ｘに対応する部分がネッキング部１２の一部を構成し、重合加工部１２ａとなる。
【００４６】
本実施形態によれば、上記のようにスピニング加工時に２次加工部材１０２（又は３次加工部材１０３）は回転しないため、２次加工部材１０２を確実に保持する構造を容易に構成することができると共に、２次加工部材１０２（又は３次加工部材１０３）に収容された触媒担体２及び緩衝部材３もスピニング加工中に回転（軸芯を中心とする自転）することはないので、安定した保持状態を維持することができる。また、２次加工部材１０２及び３次加工部材１０３の各一端部に対するネッキング加工を容易に連続して行なうことができる。
【００４７】
特に、本実施形態においては、図６及び図８に示すように、胴部１１の所定範囲１１ｘ及び１１ｙに対してもスピニングローラＳＰによるネッキング加工が行なわれ、所定範囲１１ｘ及び１１ｙに対応する部分がネッキング部１２及び１３の一部を構成し、重合加工部１２ａ及び１３ａとなる。この場合において、ネッキング部１３は傾斜スピニング加工によって形成され、スピニングローラＳＰの公転軌道が筒状部材の軸芯に対して斜めになるので、重合加工部１３ａは、同軸スピニング加工によって形成されるネッキング部１２の重合加工部１２ａより広い範囲とすることが望ましい（偏芯スピニング加工による場合も同様）。
【００４８】
つまり、ネッキング部１３に関しては、図６に示すように、胴部１１のサイジング時に形成された折り曲げ部Ｂ１とは異なる折り曲げ部Ｂ２からネッキング加工が行なわれて重合加工部１３ａとなるので、折り曲げ部が重なることはない。しかも、サイジング時に形成された折り曲げ部Ｂ１は、スピニング加工によるヘリカル方向への積極的な材料の塑性流動によって、全体として均一な板厚に形成される。同様に、ネッキング部１２に関しても、図８に示すように、胴部１１のサイジング時に形成された折り曲げ部Ｂ３からネッキング加工が行なわれるが、折り曲げ部Ｂ３とは異なる折り曲げ部Ｂ４で折り曲げられるので、折り曲げ部が重なることはなく、折り曲げ部Ｂ４は、スピニング加工によるヘリカル方向への積極的な材料の塑性流動によって、全体として均一な板厚に形成される。
【００４９】
而して、図１０に示すように触媒コンバータＣ１が形成される。この触媒コンバータＣ１には、所定範囲ＳＡに対するサイジングによって胴部１１の外面に形成された平行な複数の痕跡１１ｅ、並びにスピニング加工によってネッキング部１２及び１３の外面に形成された複数の条痕１２ｊ及び１３ｊが残り、図１０に破線で示すように痕跡１１ｅの縮径時の両端部はネッキング部１２及び１３の形成時に消失し、痕跡１１ｅは、その両側で条痕１２ｊ及び１３ｊに交差するように連結された形態を呈している。尚、上記の痕跡１１ｅは、図９に示す縮径装置ＲＤを用いた工法特有のものであるが、図１０における線条は説明の便宜上、強調して描いたものであって、実際は薄く、できれば視認できない程度であることが望ましい。また、スピニング加工による条痕１２ｊ及び１３ｊについても同様である。
【００５０】
尚、本実施形態においては、２次加工部材１０２の一端部に対し傾斜スピニング加工（特許第２９５７１５３４号に記載）を適用しているが、これに限らず、偏芯スピニング加工（特許第２９５７１５３号に記載）を適用してオフセット状のネッキング部を形成することとしてもよい。また、サイジング方法として、例えば特開２００１−１０７７２５号に記載のようにスピニングローラＳＰを用い、スピニング加工によるサイジングを行うこととしてもよい。
【００５１】
図１１は、筒状部材の少なくとも一端部に、筒状部材の中心軸に対して少なくとも偏心、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸を有し、一端部の最終目標形状の最大内側半径となるまで拡径して拡径部を形成した１次加工部材の一態様として、予め偏芯した中心軸Ｃｏの拡径部１０ｂを有する１次加工部材１０１ｘを示すものである。同様に、図１２は、他の態様として、予め傾斜した中心軸Ｃｉの拡径部１０ｃを有する１次加工部材１０１ｙを示している。これらの拡径手段としては前述のスピニング加工があるが、他の方法を用いてもよい。これにより、前述の実施形態に比べて偏芯量αあるいは傾斜角θ分の量だけ大径の拡径部を形成することができ、後段の工程における加工量を低減することができる。但し、これらの拡径手段として、塑性加工による拡径は必ずしも容易ではないので、端部形状等に応じて適用可能か否かを判定して採用することが望ましい。
【００５２】
また、図１３は、図４に示すサイジング工程の他の実施形態を示すもので、内側面が所定の形状に形成された割り型ＤＶｏによって、緩衝部材３が最適圧縮量となる径まで１次加工部材１０１の非加工部（筒状部材の胴部）を縮径し、両端の加工前の一般部の中心軸Ｃに対して所定量βだけ偏芯した中心軸Ｃｓの胴部１１１を有する２次加工部材１０２ｘを形成する工程を示している。これにより、図１の実施形態に比べて予め偏芯量βだけ張り出した拡径部を形成することができ、後段の工程における加工量を低減することができる。但し、胴部１１１から両端の拡径部に至るまでの総型の割り型ＤＶｏが必要になるので、サイジング時の困難性、加工費用等と、上記の偏芯量βによる効果とを比較考量して採用することが望ましい。
【００５３】
更に、図１４は、筒状部材の軸方向に沿って、緩衝部材を夫々巻回した複数個のハニカム構造体を、所定の間隔を以て並設し、緩衝部材の各々が存在する範囲毎に緩衝部材を圧縮するように、筒状部材の軸方向の所定範囲を縮径して胴部を形成する工程の一実施形態を示すものである。即ち、本実施形態のサイジング工程においては、外径及び軸方向長さが異なる２個の触媒担体２ａ，２ｂに夫々緩衝部材３を巻回し、図１と同様の１次加工部材１０１内に収容した後、触媒担体２ａ，２ｂの各々に対応した軸方向長さを有する２組の割り型ＤＶａ，ＤＶｂによって、緩衝部材３が最適圧縮量となる径まで１次加工部材１０１の非加工部（筒状部材の胴部）を縮径し、胴部１１２，１１３を有する２次加工部材１０２ｙを形成することとしている。
【００５４】
尚、上記の各実施形態においては、触媒担体２の断面は略円形であるが、これに限らず、楕円形断面、長円断面、複数の曲率を有する面を組み合わせた断面、及び多角形断面等の非円形断面としてもよい。また、触媒担体２の流路（セル）断面は、ハニカム（六角形）に限らず、正方形等、任意である。本実施形態では触媒担体２は２個としたが、１個でもよい。あるいは、３個以上の触媒担体を直列に配置してもよく、胴部は、各ハニカム構造体に対応する部分毎に縮径してもよいし、連続して縮径してもよい。そして、最終製品としては、自動車の排気系部品に限らず、前掲の公報に記載の燃料電池用改質器等、種々の流体処理装置に適用することができる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成されているので以下に記載の効果を奏する。即ち、請求項１に記載のハニカム構造体内蔵流体処理装置の製造方法においては、最終目標形状の筒状部材の胴部を基準に筒状部材の一端部を拡径することができるので、拡径量を必要最小限に抑えることができる。また、筒状部材の変形量を縮径量と拡径量に分担することができるので、縮径量と拡径量の負担割合を適切に調整しつつ、筒状部材の許容変形量を最大限に活用することができる。
【００５６】
また、請求項２に記載のように構成すれば、上記の効果に加え、ハニカム構造体の外径の誤差、筒状部材の内径の誤差、緩衝部材の誤差等に影響されることなく、筒状部材の胴部を良好な精度で縮径することができる。従って、筒状部材内に緩衝部材を介してハニカム構造体を適切に支持した流体処理装置を、迅速且つ容易に製造することができ、製造コストも低減することができる。
【００５７】
更に、請求項３に記載のように前記ネッキング部を形成することとすれば、胴部の少なくとも一端に連続して、十分な剛性を有する所望の形状のネッキング部を容易に形成することができる。
【００５８】
また、請求項４に記載のように構成すれば、拡径部の最終目標形状の最大内側半径と胴部の最終目標形状の半径との差が、胴部の外周面の仮想延長面より外側に突出する最大幅となるので、拡径及び縮径による変形量を最小限に抑え、筒状部材の許容変形量を最大限に活用することができる。
【００５９】
あるいは、請求項５に記載のように、筒状部材の中心軸に対して少なくとも偏心、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸を中心として、一端部の最終目標形状の最大内側半径となるまで拡径して拡径部を形成することとすれば、複雑な最終目標形状の一端部に対する加工を、一般的な装置によって容易に行うことができる。
【００６０】
更に、請求項６に記載のように、緩衝部材を夫々巻回した複数個のハニカム構造体を、所定の間隔を以て並設し、緩衝部材の各々が存在する範囲毎に緩衝部材を圧縮するように、筒状部材の軸方向の所定範囲を縮径して胴部を形成することとすれば、収容する複数個のハニカム構造体に応じて縮径量を適切に調整して筒状部材を縮径し、複数個のハニカム構造体を適切に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法において、筒状部材の一端部を拡径し、拡径部を形成した１次加工部材を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法において、ハニカム構造体及び緩衝部材の測定工程を示す正面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法において、ハニカム構造体に緩衝部材及び弾性支持部材を装着した一体品を１次加工部材内に収容する状態を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法において、サイジング工程での１次加工部材の縮径状態を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法において、２次加工部材の一端部に対しスピニングローラによるネッキング加工を行う状態を示す断面図である。
【図６】図５の上方の胴部の左端近傍を拡大して示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法において、一端部にネッキング部が形成された３次加工部材の他方の端部に対し、スピニングローラによるネッキング加工を行なう状態を示す断面図である。
【図８】図７の下方の胴部の左端近傍を拡大して示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造に供する縮径装置を示す斜視図である。
【図１０】本発明の流体処理装置の一実施形態に係る触媒コンバータの正面図である。
【図１１】本発明の流体処理装置の製造方法において、拡径工程の他の実施形態によって形成し、予め偏芯した中心軸の拡径部を有する１次加工部材を示す断面図である。
【図１２】本発明の流体処理装置の製造方法において、拡径工程の更に他の実施形態によって形成し、予め傾斜した中心軸の拡径部を有する１次加工部材を示す断面図である。
【図１３】本発明の流体処理装置の製造方法において、サイジング工程の他の実施形態における１次加工部材の縮径状態を示す断面図である。
【図１４】本発明の流体処理装置の製造方法において、サイジング工程の更に他の実施形態における１次加工部材の縮径状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 一体品， ２ 触媒担体， ３ 緩衝部材， １０ 筒状部材，
１１ 胴部， １０ａ，１０ｂ，１０ｃ 拡径部， １３ テーパ部，
１４ 首部， １５ ネッキング部，
１０１，１０１ｘ，１０１ｙ １次加工部材，
１０２，１０２ｘ，１０２ｙ ２次加工部材， １０３ ３次加工部材，
ＤＴ 測定装置， ＰＭ 押圧体， ＬＣ ロードセル，
ＲＥ ロータリエンコーダ， ＣＨ，ＣＬ クランプ装置，
ＧＤ ハウジング， ＤＰ 押型， ＤＶ 割り型，
ＳＰ スピニングローラ
Claims (6)
- 金属製筒状部材内に緩衝部材を介してハニカム構造体を保持するハニカム構造体内蔵流体処理装置の製造方法において、前記筒状部材の少なくとも一端部の最終目標形状の内側の半径が所定の最大内側半径となるまで拡径して拡径部を形成し、前記緩衝部材を前記ハニカム構造体周りに装着して前記筒状部材内に収容し、前記緩衝部材の存在する範囲に亘って前記緩衝部材を圧縮しつつ前記筒状部材の軸方向の所定範囲を縮径して胴部を形成し、該胴部の中心軸に対して少なくとも偏心、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸を有し、前記拡径部の外周面に至るまでに複数の目標加工部を設定し、該複数の目標加工部に基づき複数の加工目標軸を設定し、該複数の加工目標軸のうちの一つと前記拡径部の中心軸が略同軸となるように前記筒状部材を支持し、前記拡径部の中心軸を前記複数の加工目標軸のうちの各加工目標軸と一致させると共に、各加工目標軸における前記拡径部の外径を縮小させるようにスピニング加工を行なって前記拡径部を成形し、前記一端部に最終目標形状のネッキング部を形成することを特徴とするハニカム構造体内蔵流体処理装置の製造方法。
- 金属製筒状部材内に緩衝部材を介してハニカム構造体を保持するハニカム構造体内蔵流体処理装置の製造方法において、前記ハニカム構造体の外周に前記緩衝部材を装着した状態で、押圧体によって前記ハニカム構造体の軸芯に対して直交する方向に前記緩衝部材を押圧して前記緩衝部材を圧縮すると共に、前記緩衝部材の圧縮復元力によって前記ハニカム構造体に付与される面圧を検知し、該面圧が所定の値となるときの前記ハニカム構造体の軸芯と前記押圧体の先端との間の距離を測定し、該測定結果の距離に基づき、前記筒状部材の少なくとも一端部の最終目標形状の内側の半径を設定し、該内側の半径が所定の最大内側半径となるまで拡径して拡径部を形成し、前記緩衝部材を前記ハニカム構造体周りに装着して前記筒状部材内に収容し、少なくとも前記緩衝部材を収容する部分の内側の実質的な半径が前記測定結果の距離となるように、前記緩衝部材の存在する範囲に亘って前記緩衝部材を圧縮しつつ前記筒状部材の軸方向の所定範囲を縮径して胴部を形成し、該胴部の中心軸に対して少なくとも偏心、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸を有し、前記拡径部の外周面に至るまでに複数の目標加工部を設定し、該複数の目標加工部に基づき複数の加工目標軸を設定し、該複数の加工目標軸のうちの一つと前記拡径部の中心軸が略同軸となるように前記筒状部材を支持し、前記拡径部の中心軸を前記複数の加工目標軸のうちの各加工目標軸と一致させると共に、各加工目標軸における前記拡径部の外径を縮小させるようにスピニング加工を行なって前記拡径部を成形し、前記一端部に最終目標形状のネッキング部を形成することを特徴とするハニカム構造体内蔵流体処理装置の製造方法。
- 前記胴部の少なくとも一端側の所定範囲を含み前記筒状部材の開口端に至るまで、前記胴部の中心軸に対して少なくとも偏心、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸に沿ってスピニング加工を行い、前記ネッキング部を形成することを特徴とする請求項１又は２記載のハニカム構造体内蔵流体処理装置の製造方法。
- 前記筒状部材内の前記緩衝部材を収容する部分の外周面の仮想延長面より外側に突出する外周面を有する前記筒状部材の一端部の最終目標形状の内面と、前記筒状部材内の前記緩衝部材を収容する部分の中心軸との間の距離を、前記所定の最大内側半径として設定することを特徴とする請求項１、２又は３記載のハニカム構造体内蔵流体処理装置の製造方法。
- 前記筒状部材の少なくとも一端部に、前記筒状部材の中心軸に対して少なくとも偏心、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸を中心として、前記一端部の最終目標形状の最大内側半径となるまで拡径して前記拡径部を形成することを特徴とする請求項１、２又は３記載のハニカム構造体内蔵流体処理装置の製造方法。
- 前記筒状部材の軸方向に沿って、前記緩衝部材を夫々巻回した複数個の前記ハニカム構造体を、所定の間隔を以て並設し、前記緩衝部材の各々が存在する範囲毎に前記緩衝部材を圧縮するように、前記筒状部材の軸方向の所定範囲を縮径して前記胴部を形成することを特徴とする請求項１、２、３，４又は５記載のハニカム構造体内蔵流体処理装置の製造方法。
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